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Confinamiento de nanopartículas de metales nobles soportadas para su uso como nanorreactores catalíticos
Confinement of supported noble metals nanoparticles for their use as catalytic nanoreactors
LILIANA MAGDALENA VARGAS ARREGUIN
ANDREY SIMAKOV
HUGO JESUS TIZNADO VAZQUEZ
Acceso Abierto
Atribución
Nanorreactores; Catalizadores invertidos; Confinamiento; Ceria; Oro; Alúmina
Nanoreactors; Inverted catalysts; Confinement; Ceria; Gold; Alumina
Los nanorreactores tradicionales son bien conocidos por su alto desempeño catalítico en las reacciones catalíticas en fase líquida. Sin embargo, su uso en reacciones en fase gaseosa está limitado a flujos con velocidad baja debido a su tamaño nanométrico. Se propuso obtener nanorreactores inmovilizados, con estructuras del tipo Core- y Yolk-Shell, mediante el confinamiento de las nanopartículas de Au soportadas, con Alúmina y Ceria usando las técnicas ALD y DP-Urea. Las propiedades fisicoquímicas de los nanorreactores fueron caracterizadas por UV-Vis, FTIR, Raman, Adsorción de N2, TEM, Elipsometría e ICP-OES. Sus propiedades catalíticas fueron evaluadas en la reacción de reducción de 4-Nitrofenol a 4-Aminofenol por la Espectroscopía UV-Vis in situ. Se encontró que el confinamiento con Alúmina por la técnica ALD conservó la naturaleza del Au(OH)3, lo que permitió obtener estructuras del tipo Yolk-Shell. Además, el confinamiento con Alúmina mejoró la estabilidad térmica de las nanopartículas de Au a altas temperaturas. Por otro lado, el confinamiento con Ceria por la técnica ALD permitió la obtención de nanorreactores con estructuras tipo Core-Shell, mientras que la técnica DP-Urea, los de tipo Yolk Shell. Se observó que el confinamiento con Ceria mejoró el desempeño catalítico significativamente, por la formación de interfaz Au-Ceria. Con base a los resultados obtenidos, se propuso el confinamiento efectivo de Nanopartículas de metales nobles, con diferentes materiales, aplicando las técnicas ALD y DP-Urea, para obtener nanorreactores inmovilizados de alto desempeño catalítico, en diferentes reacciones.
The traditional nanoreactors are well known for their high performance in the liquid phase catalytic reactions. However, the application of them in gas phase reactions is limited to low flow regimes because their nanometric size. It was proposed to obtain immobilized nanoreactors with Core and Yolk-Shell structures via the confinement of supported gold nanoparticles with Alumina and Ceria using ALD and DP-Urea techniques. The physicochemical properties of the nanoreactors were characterized by UV-Vis, FTIR, Raman, Nitrogen adsorption, TEM, Ellipsometry and ICP-OES. Their catalytic performance was tested in the reaction of the 4-Nitrophenol reduction to the 4-Aminophenol using UV-Vis spectroscopy in situ. It was found that the confinement with Alumina by ALD preserved the Au(OH)3 nature, which made possible to obtain Core and Yolk-Shell structures. In addition, the confinement with Alumina enhanced the thermal stability of the Au nanoparticles at high temperatures. On the other hand, the confinement with Ceria by ALD allowed to obtain Core-Shell structures, while the confinement with Ceria by DP-Urea the ones with Yolk-Shell structure. It was observed that the confinement with Ceria enhanced significantly the catalytic activity via the formation of Au-Ceria interface. Based on the results obtained in this work, it was proposed the effective confinement of the noble metal nanoparticles with different materials applying ALD and DP-Urea techniques in order to obtain immobilized nanoreactors with high catalytic performance in different reactions.
CICESE
2019
Tesis de maestría
Español
Vargas Arreguín, L.M. 2019. Confinamiento de nanopartículas de metales nobles soportadas para su uso como nanorreactores catalíticos. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 121 pp.
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Aparece en las colecciones: Tesis - Nanociencias

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